淺談鋼筋混凝土構(gòu)件保護層的重要性

王虎英

（太原市小店區(qū)綜合開發(fā)公司，山西 太原 030032）

在近年來的建設(shè)工程施工中，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程實體質(zhì)量的檢驗已成為一個重點。由于施工單位在施工過程中對鋼筋保護層的重要性不重視，未按相關(guān)的規(guī)范及規(guī)程要求施工，造成鋼筋的實際位置與規(guī)范要求的位置不符，給工程質(zhì)量帶來了安全隱患，同時也造成很大的經(jīng)濟損失。所以混凝土保護層厚度已成為工程中控制的要點。

1 鋼筋混凝土保護層在建筑施工中起著重要的作用

混凝土保護層是指在混凝土構(gòu)件中，起到保護鋼筋直接裸露的那一部分混凝土的作用，其厚度為縱向鋼筋（非箍筋）外緣至混凝土表面的最小距離。保護層最小厚度的規(guī)定是為了使混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足耐久性要求和對受力鋼筋有效錨固的要求。在梁、柱、板中，保護層越大則截面有效高度越小，所能承受荷截越小，故保護層厚度不宜過大；而保護層過小，則影響鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力及整個構(gòu)件的耐久性和耐火性。所以相關(guān)規(guī)范對受力鋼筋的保護層有著嚴(yán)格的要求，對允許偏差值設(shè)置了上限，合格率必須達到90%以上，且不超過1.5倍的尺寸偏差才能達到規(guī)范要求。另外，控制保護層的墊塊、支撐等還具有給鋼筋骨架限位、固定的作用。

1.1 對結(jié)構(gòu)承載力的影響

鋼筋與混凝土之間存在足夠的黏結(jié)力，在結(jié)構(gòu)計算時，鋼筋混凝土構(gòu)件是作為一個整體來承受外力的。又由于混凝土的抗拉強度很低，為簡化計算，一般混凝土只考慮承受壓應(yīng)力，而拉應(yīng)力則全部由鋼筋來承擔(dān)。對于受力構(gòu)件截面設(shè)計來講，受拉的鋼筋離受壓區(qū)越遠，其單位面積的鋼筋所能承受的外部彎矩也越大，這樣鋼筋發(fā)揮的效率也就越高。所以一般來講，無論是梁還是板，受拉鋼筋總是應(yīng)盡量靠近受拉一側(cè)混凝土構(gòu)件，如挑梁的受力筋應(yīng)設(shè)在構(gòu)件的上部。如果放置錯誤或者鋼筋保護層過大，輕則降低了梁的實際承載能力，重則會發(fā)生重大質(zhì)量事故。

1.2 從鋼筋與混凝土的黏結(jié)力分析

由于鋼筋與混凝土之間存在著一定的黏結(jié)錨固強度而使鋼筋與混凝土之間在荷載作用下產(chǎn)生劈裂應(yīng)力，直接影響到混凝土構(gòu)件的承載力。而當(dāng)混凝土保護層厚度與鋼筋直徑之比超過某個臨界值之后，就不會再產(chǎn)生劈裂破壞。因此，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范產(chǎn)生大量的試驗數(shù)據(jù)分析來看，必須規(guī)定鋼筋保護層厚度的最小值，以確保工程質(zhì)量。如果鋼筋保護層厚度過小，也就是鋼筋過分靠近受拉區(qū)一側(cè)，這樣容易造成露筋現(xiàn)象，使鋼筋與混凝土間失去了足夠的黏結(jié)力。因此在施工過程中要做到規(guī)范操作、經(jīng)常檢查、及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。

1.3 從構(gòu)件的耐久性分析

在工程施工中，有很多因素都直接影響到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，混凝土在一般施工條件下，除了有特殊的外界因素影響以外，主要考慮大氣的侵蝕會使鋼筋的表面氧化生銹，從而使裸露在大氣或者其他介質(zhì)中的鋼筋容易受蝕生銹，減少鋼筋的有效截面并影響到結(jié)構(gòu)受力，因此，需要根據(jù)對耐久性要求規(guī)定的不同來規(guī)定鋼筋的保護層的最小厚度，從而用來保證在設(shè)計使用年限內(nèi)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不會發(fā)生鋼筋銹蝕。再者，鋼筋混凝土也很容易在大氣中產(chǎn)生碳化，當(dāng)鋼筋表面的碳化深度達到一定的程度時，就會銹蝕到鋼筋表面，從而影響鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性。因此，當(dāng)混凝土具有足夠的鋼筋保護層厚度時，既能保證與鋼筋垂直的裂縫寬度不致過大，又能保證混凝土的碳化深度在相當(dāng)長的時間不會達到鋼筋表面，更進一步保證了鋼筋混凝土的保護層厚度，使鋼筋免遭銹蝕。

從結(jié)構(gòu)設(shè)計角度來講，要想確保鋼筋在設(shè)計年限內(nèi)不發(fā)生危及結(jié)構(gòu)安全的銹蝕，除了提高混凝土的強度等級外，適當(dāng)?shù)靥岣呋炷帘Ｗo層厚度也是一種很有效的方法。因此，為確保混凝土構(gòu)件的承載力和耐久性，必須重視混凝土保護層在工程建設(shè)中的重要作用。在結(jié)構(gòu)驗收時，必須提供保護層厚度實體檢測結(jié)果，按照現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范和混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，進行驗收以保證工程質(zhì)量。

1.4 從混凝土的防火要求分析

由于鋼筋與混凝土的熱膨脹系數(shù)是不同的，保護層對混凝土內(nèi)部的鋼筋還具有一定的防火功能。當(dāng)混凝土構(gòu)件的溫度不斷升高，鋼筋的膨脹值逐漸大于混凝土的膨脹值時，就會損傷和破壞混凝土與鋼筋之間的握裹力。此外，當(dāng)鋼筋溫度升高到700℃時，鋼筋的屈服強度會大幅度降低，從而失去與混凝土共同受力工作的條件，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。然而，混凝土是熱的不良導(dǎo)體，它能在一段時間內(nèi)保護鋼筋不會立即受到高溫影響，從而延緩鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)喪失承載能力的時間，為人員疏散及消防救援贏得更多的時間。所以，對混凝土保護層的耐火性應(yīng)根據(jù)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范的要求去執(zhí)行。

2 結(jié)束語

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護層在建設(shè)施工中常常被忽視，也常常會因此帶來一些質(zhì)量安全上的隱患。只有正確了解鋼筋及混凝土的共同作用及較大偏差會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，才能充分認(rèn)識到合理的鋼筋保護層對工程質(zhì)量的重要性。因此，在建筑工程實際施工當(dāng)中，各相關(guān)人員要引以為重，只有防微杜漸，才能使施工技術(shù)水平更上一個新臺階。